hapettamisessa

Hapettaminen on kemiallinen reaktio, jossa aine menettää elektroneja tai kohoaa hapetuslukuaan. Tavallisesti hapettuminen tapahtuu hapen (O2) kanssa, mutta oksidantteja voi olla muitakin. Hapettuminen on osa redox-reaktioita, joissa toisen aineen hapetusluku nousee ja toisen alenee.

Mekanismin kannalta tärkeintä on elektronien siirtyminen. Esimerkkejä ovat ruostuminen, jossa rautaa reagoi hapen ja veden kanssa muodostaen rautayhdisteitä, sekä palaminen, kuten metaanin palaminen hapen kanssa tuottaen hiilidioksidia ja vettä. Orgaanisessa kemiassa alkoholit voivat hapettua aldehydeiksi tai ketoneiksi, ja edelleen karboksyylihivoiksi happamalla hapetuksella. Hapettuminen voidaan tapahtua erilaisilla oksidanteilla, kuten vetyperoksidilla tai permanganaatilla.

Biologiassa hapettuminen on keskeinen osa energiantuotantoa. Solujen hengitys hapettaa orgaanisia yhdisteitä, ja hapen kulutuksesta vapautuu energiaa, jota tuotetaan ATP:n muodossa. Redoxparit, kuten NAD+/NADH ja FAD/FADH2, ovat olennaisia siirtäessä elektroneja reaktioissa. Hapettuminen voi olla sekä välttämätöntä että haitallista soluille, sillä liiallinen hapettuminen voi aiheuttaa soluvaurioita.

Mittaus ja luokittelu tapahtuvat redoksin kautta: standardipotentiaali (E°) ilmaisee aineen taipumusta hapettua. Hapettumisreaktioita voidaan säädellä lämpötilalla, pH:lla ja katalyyttien avulla. Oksidantteja ovat muun muassa O2, vetyperoksidi (H2O2), kalium permanganaatti (KMnO4) ja kaliumdikromaatti (K2Cr2O7).

Sovellukset ja merkitys ovat moninaisia: hapettuminen on sekä hyödyllinen osa polttoaineiden palamista ja kemiallista syntetesiä että yleinen tekijä materiaalien vanhenemisessa ja ruostumisessa. Antioksidantit hidastavat hapetumisreaktioita elintarvikkeissa ja organismeissa. Hapettumisen tuntemus on keskeistä kemian, biokemian ja materiaalitieteen alalla.